井筒注浆堵水技术的应用

摘要：为解决大强矿主井井筒渗水问题，延长井筒装备的使用寿命，我矿在沈阳煤炭科学研究所的指导下，采用综合注浆技术，彻底解决了井筒渗水问题。

关键词： 井筒；注浆；封水

1 概况

主井设计井筒深度1001m，井筒净直径5.5m，井筒绝对标高+109.5m。75.8m以上段采用冻结法双层井壁施工，外壁为厚300mm钢筋混凝土支护、内壁为400mm钢筋混凝土（C40）支护。

现在主井井深在7m～10m段井壁出现多处出水点，出水形式为同水平环形涌水。

2 渗水治理方案设计

井壁渗水状态是由于井壁接茬处存在缝隙，根据主井井壁设计及施工工程质量、地层条件及水文地质特征，该井筒井壁涌水部位为集中少、分散多，出水主要沿井壁环状裂隙处，故本次主井井壁间注浆采取集中堵水的方法，自下向上对井筒内较明显的出水点进行壁后注双液浆封堵。

3 注浆堵水工艺及方法

3.1注浆设备

本次注浆选用2TGZ-60/210型双液注浆泵；采用7655型凿岩机打注浆孔。

3.2浆液输送

利用主井装备安装盘作为注浆工作平台，设备放在安装盘上，在安装盘上进行制浆和配浆，通过高压胶管将水泥浆和水玻璃经混合器混合后，注入孔内。

3.3注浆材料

水泥选用PO.42.5级；水玻璃选用模数3.0～3.4、浓度35～40Be′。

3.4浆液配比

水泥浆的水灰比为0.8：1～1：1；

双液浆的水玻璃加水稀释到25～30Be′；

水泥浆和水玻璃浆液的体积比为1：0.3～1：0.6，视壁后吃浆量适时调整水泥浆和水玻璃浆液的体积比例。

3.5注浆压力

3.5.1为了保证注浆质量，在井筒周围形成有效的封水帷幕，必须提高注浆压力，增大浆液有效半径。注浆压力必须要确保井壁无损，最大注浆压力应根据井壁受注部位含水层静水压力大小与井壁强度确定。

3.5.2根据井壁承受的最大压力、注浆终压，混凝土固结时间间隔临时抗压强度，参照混凝土固结时间间隔井壁承受的最大抗压强度，确定各注浆段的注浆终压、选取的注浆泵压。

3.5.3注浆压力根据主井实际条件，当注浆压力超过6MPa时，停止注浆，即注浆终压为6MPa

3.6注浆孔布置设计

3.6.1主井井筒净径5.5m，在双层井壁段，内井壁厚0.4m，外壁厚0.3m，计算出内井壁内周长17.27m、外井壁外周长19.47m。布孔间距应使注入浆液形成交圈。

3.6.2壁后砂砾浆液扩散半径按2.0m考虑，注浆孔沿井筒周长布置6个孔（见注浆孔布置图）间距2.5m～3.0m，排距3.0m，两排孔呈三花布置，孔深为穿入外井壁100mm，具体视孔出水情况和注入浆液量而定。

3.7注浆管制作、安装

注浆管选择1的无缝钢管制作，长度1.0m，后部加工成马牙扣，并缠上生麻，利用大锤将注浆管砸入孔内，上好阀门，达到要求后，方可进行注浆。

3.8注浆工艺

将施工所需材料及设备放置于工作平台之上试运转打注浆孔安设注浆管安装阀门及三通注浆至设计压力封孔终孔收回阀门及管路

4 井壁注浆施工

截水圈施工。在接茬上下500mm范围按间距2.5-3.0m进行打孔注浆，注浆孔深度以超过井壁150～200mm为宜。钎头采用35mm钎头，注浆孔口管采用1铁管，1高压阀门，19mm高压注浆管。注浆前先用清水清洗注浆孔，然后注入注浆材料，浆液浓度及配合比按设计要求严格控制，密切观察注浆压力变化，根据注浆情况随时调节注浆材料配比以达到最好的堵水效果。

施工中采取由下至上的方法，根据情况采取多次复注的方式，封堵井壁渗水。本次注浆段为井深7-10m，共施工注浆孔12个，注入水泥28吨，水玻璃8吨。

通过注浆治理，效果非常明显，注浆后，无任何明显水点。

5 结论

（1）采用综合治理技术封堵大强矿主井渗水是行之有效的，堵水效率达95%以上，节省了大量的电费，减少了地下水的流失，延长了井简装备服务年限，经济、社会效益显著。

（2）施工中采用的注浆工艺流程合理，所选参数适宜，依据现场情况确定的注浆材料配比、浆液配比合理，应用效果好，降低了材料成本。

（3）采用综合治理技术在大强矿主井的成功应用，为类似矿井涌水的治理提供了可以借鉴的成功经验。■